Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
Глава 6. СЫВОРОТКИ
Мощным средством профилактики и терапии многих инфекционных заболеваний являются специфические, так называемые иммунные, сыворотки. Широкое распространение они получили и в лабораторной диагностике. В связи с этим приготовление сывороток занимает большое место в общей производственной деятельности институтов вакцин и сывороток. По своему назначению сыворотки делятся на лечебно-профилактические и диагностические.
Лечебно-профилактические сыворотки получают из крови иммунизированных животных или людей, в прошлом перенесших инфекционное заболевание и сохранивших в организме антитела против его возбудителя. Для получения сывороток из крови животных используют, главным образом, лошадей, которых гипериммунизируют теми или иными антигенами. Некоторые институты используют для этой цели коров, мулов, ослов, коз, однако гораздо реже, чем лошадей.
Предназначенные для производства сывороток лошади поступают из государственных животноводческих хозяйств, при условии эпизоотологического благополучия в районе их расположения. Прием лошадей производится после тщательного их клинического осмотра и проведения необходимых аллергических, серологических и бактериологических исследований. Пригодными для сывороточного производства считаются лошади в возрасте от 5 до 10 лет «сухой конституции», хорошей упитанности, весом не ниже 350 кг.
Отобранные для производства лошади отправляются в места их дальнейшей эксплуатации в сопровождении специально выделенных для наблюдения за ними лиц. Перед отправкой им вводят 5-10 мл столбнячного анатоксина для создания грунд-иммунитета. В производственных институтах вновь прибывших лошадей помещают в карантин на три месяца. В это время проводится тщательное клиническое наблюдение за состоянием их здоровья, и осуществляются лабораторно-клинические исследования, имеющие целью исключить сап, бруцеллез, туберкулез, инфекционный аборт, болезни крови, глистные инвазии и кожные заболевания.
В первые три недели никаких антигенов им не вводят, кроме столбнячного анатоксина (вторая инъекция - 10-20 мл для создания грунд-иммунитета). По истечении двадцати одного дня, если общее состояние лошади удовлетворительное, начинается иммунизация теми или иными антигенами в зависимости от задач института. Спустя 90 дней с момента прибытия карантин снимается, и здоровые лошади переводятся в иммунизационный отдел, где осуществляется их дальнейшая эксплуатация.
В иммунотделе все прибывшие лошади записываются в специальный журнал, который является своеобразной историей производственной жизни каждого продуцента. Поступающие в иммунотделы институтов лошади, как правило, находятся там до конца своей жизни, длительность которой, в зависимости от характера антигена, применяемого для иммунизации и схемы эксплуатации, исчисляется полутора - тремя годами. Обычный конец лошадей продуцентов иммунных сывороток - гибель от разрыва печени вследствие ее перерождения в процессе иммунизации или от искусственно-произведенного тотального кровопускания в тех случаях, когда дальнейшая эксплуатация лошади становится нерентабельной.
Лошади - продуценты сывороток - имеют специальный пищевой рацион, обеспечивающий их потребности в белках, углеводах, минеральных веществах и витаминах. В период их пребывания в иммунизационных отделах они постоянно находятся под наблюдением квалифицированных ветеринарных врачей. Каждая павшая лошадь подвергается вскрытию для выяснения причины гибели.
Схемы эксплуатации лошадей различны. Они определяются особенностями разных видов антигенов и характером реакции лошади.
Процесс гипериммунизации заключается в повторных введениях нарастающих количеств антигенов с более или менее длительными промежутками между инъекциями.
Подготовка лошади производится во время так называемого первого цикла иммунизации. В это время лошади вводят антиген, начиная с минимальных доз (5-10 мл) и постепенно доводят количество его до 200-300 мл. Время от времени проверяют содержание антител, появляющихся в сыворотке животного в результате иммунизации. Когда титр антител достигает нужного уровня, у лошади берут большое количество крови для приготовления сыворотки.
В тех случаях, когда на введение значительных объемов антигена лошадь в первом цикле не отвечает выработкой достаточного количества антител, иммунизацию прекращают. Чтобы приучить животное к будущим кровопусканиям, кровь берут, несмотря на низкий титр антител и так называемую нормальную сыворотку выпускают для приготовления питательных сред. После отдыха, предоставленного лошади, начинают второй цикл иммунизации. Этот цикл, как и все последующие, отличается тем, что лошадям делают две-три инъекции больших доз антигена; первая из них обычно равна половине той дозы, которой закончился предыдущий цикл.
Для гипериммунизации лошадей могут применяться различные антигены; в соответствии с характером их сыворотки делятся на антитоксические и антивирусные. Антитоксические сыворотки получают от лошадей, иммунизированных токсинами или анатоксинами, которые вводят подкожно. Для усиления антигенного раздражения и замедления всасывания к токсинам-анатоксинам добавляют различные депонирующие вещества, как-то: ланолин, хлористый кальций, квасцы, тапиоку. Применение этих веществ повышает эффективность иммунизации и позволяет получить сыворотки с более высокими титрами. Для получения противовирусных сывороток применяются антигены, полученные от животных, зараженных соответствующими вирусами, а также вируссодержащей жидкостью, полученной при выращивании вирусов в культурах тканей.
Введение антигенов производится с соблюдением всех правил асептики: лошадь должна быть хорошо вычищена, место инъекции после выстригания шерсти тщательно дезинфицируется, иглы и посуда, содержащая антиген, перед употреблением стерилизуются.
В результате введения антигенов у лошади может повышаться температура, иногда до 39-40 °С; повышенная температура держится 1-3 дня. Местное действие антигенов проявляется в образовании отеков и стерильных абсцессов, которые являются признаком хорошего иммунизаторного раздражения. Однако при нарушении правил асептики абсцессы могут нагнаиваться, что приводит к затяжному подъему температуры, выводит лошадь из строя и нарушает график эксплуатации. При прочих равных условиях качество сыворотки зависит в значительной мере от антигенных и иммуногенных свойств антигенов. Поэтому в лабораториях, изготавливающих антигены, уделяется большое внимание изучению их свойств.
Обычно максимальное накопление антител происходит к 5-7 дню после последнего введения антигена. В это время и производят кровопускание. Кровь, из расчета 1 литр с 50 кг веса лошади, берут из яремной вены в стерильную бутыль, содержащую 10 %-й раствор лимонно-кислого натрия в количестве, необходимом для предотвращения свертывания взятой крови. После каждого цикла иммунизации производят два, а при достаточно высоком титре антител и три кровопускания с промежутками в 48 часов. Лошади обычно хорошо переносят такие операции; белки плазмы быстро восстанавливаются, эритроциты - несколько медленнее - через 10-20 дней. После кровопускания лошади предоставляют отдых, во время которого и происходит восстановление утраченных белков и форменных элементов крови.
Полученная от лошадей кровь передается из иммунотдела в лабораторию технической обработки сыворотки. Здесь жидкая часть крови отделяется на сепараторах от форменных элементов и собирается в стерильные бутыли, после чего производится дефибринирование плазмы. Сыворотку отделяют от сгустков, разливают в. бутыли, консервируют хлороформом (0,5 %), фенолом (0,5 %) или хинозолом (0,025-0,05 %).
Антитоксические сыворотки выпускаются после предварительной очистки от балластных белков. Это позволяет сконцентрировать содержащиеся в них антитела и снизить сенсибилизирующие свойства. Кроме антитоксических сывороток очистке подвергаются и антивирусные.
Наиболее распространенные способы очистки сводятся к выделению псевдоглобулина сыворотки путем осаждения сернокислым аммонием или гамма-глобулина с помощью спиртоводных осадителей.
Известно, что антитела иммунных сывороток связаны с глобулинами; альбумины являются пассивными и, следовательно, ненужными белками. В гипериммунных сыворотках содержится от 55,7 до 88 % глобулинов по отношению к общему белку сыворотки. При добавлении сернокислого аммония можно осадить глобулины и путем фильтрации отделить их от альбуминов. Глобулины в свою очередь могут быть разделены на эвглобулины и псевдоглобулины. При изучении насыщенности антителами этих субфракций было показано, что антитоксины и вируснейтрализующие антитела связаны, главным образом, с псевдоглобулинами. Установлено также, что обработка глобулинов, перед разделением их, ферментом пепсином позволяет в последующем при осаждении сернокислым аммонием выделить псевдоглобулин в более чистом виде, чем это можно сделать без предварительного ферментирования.
Принцип очистки и концентрации сывороток сводится к следующему:
1. Извлечение общих глобулинов. Сыворотка разводится в три раза дистиллированной водой и на каждый литр полученной жидкости добавляется 450 г сухого химически чистого сернокислого аммония. Выпавшие в осадок глобулины отфильтровываются через специальную фильтроткань, отжимаются на прессах для освобождения от содержащегося в них раствора соли и подвергаются диализу через полупроницаемую мембрану (целлофановые или вискозные мешки) против проточной воды. Отфильтрованный альбумин выбрасывается, а глобулины подвергаются дальнейшей обработке.
2. Ферментация глобулинов. В полученном после диализа растворе глобулинов определяется количество белка, и затем он разводится водой так, чтобы довести содержание белка до трех процентов. После этого к раствору глобулинов добавляется определенное количество пепсина и ферментирование производится в течение 2 часов сначала при рН 3,2 (1 час), затем при рН 4,2 (также один час).
3. Разделение глобулинов. По окончании ферментации к раствору глобулинов добавляется сернокислый аммоний из расчета 140 г на 1 литр. Смесь прогревается при 58 °С в течение 45 минут. Осажденный эвглобулин отфильтровывается и выбрасывается. К фильтрату, содержащему сильно разбавленный псевдоглобулин, после подщелачивания до рН 7,0-7,1 добавляется сернокислый аммоний из расчета 200 г на 1 литр. Образовавшийся осадок псевдоглобулина отфильтровывается, прессуется в подвергается диализу,
Полученная после диализа жидкость представляет собой концентрированный раствор псевдоглобулина. Для более полной очистки он дополнительно обрабатывается хлороформом и соляной кислотой. Хлороформ добавляется в количестве 30 % к объему раствора после установления в нем рН 6,5-5,7, соляная кислота - в количестве, установленном специальной предварительной пробой. Выпавшие балластные белки удаляются центрифугированием в специальных центрифугах или с помощью сепараторов.
Стандартизация сыворотки. Этот процесс имеет целью придать полученному очищенному псевдоглобулину стандартные показатели, касающиеся содержания белка, значения рН и изотоничности раствора.
После определения исходного количества белка, псевдоглобулин разводится физиологическим раствором так, чтобы довести содержание белка до 17 %, рН устанавливается равным 7,0, количество хлористого натрия доводится до 0,85 %. Затем сыворотка освобождается от хлороформа (после этой операции он снова добавляется к сыворотке в строго определенном количестве, равном 0,5 %, уже как консервант) и подвергается стерилизующей фильтрации через бактериальные фильтры. В процессе производства контролируется стерильность, безвредность (включая определение апирогенности), устанавливается титр сыворотки, проверяются ее физические свойства. После проведения всех необходимых контролей препарат передается в цех разливки.
Готовая сыворотка представляет собой прозрачную жидкость, иногда полностью бесцветную, иногда окрашенную в желтоватый или зеленоватый цвет.
Сыворотка сохраняется при температуре 4-10 °С, срок годности ее 2 года. По истечении этого срока препарат, если он хранился в надлежащих условиях и не изменил своих физических свойств, может быть подвергнут повторному контролю в ближайшем Институте вакцин и сывороток. При сохранении титра и остальных показателей срок годности может быть продлен на 1 год с момента повторного контроля.
Сыворотки, подвергшиеся замораживанию и оттаиванию, если они при этом не потеряли своих физических свойств, признаются годными к употреблению.
Признаки непригодности сывороток: резкое помутнение, содержание неразбивающихся хлопьев, наличие посторонних включений.
Сушка сывороток. В принципе процесс высушивания сывороток не отличается от описанного выше процесса сушки вакцин и диагностических препаратов. Разница заключается в технической стороне дела, так как сыворотки должны высушиваться в значительно больших объёмах. Первый аппарат СБОС (сушка больших объемов сыворотки) может высушить в одной емкости до 20 литров очищенных сывороток. Установка состоит из сублиматора с вакуумным насосом и холодильного агрегата. Сублиматор предназначен для замораживания сыворотки и ее высушивания. Конденсатор улавливает пары, образующиеся при сушке, и замораживает их. В холодильном аппарате производится охлаждение переносчика холода (раствора хлористого кальция), который в процессе сушки непрерывно подается в сублиматор и конденсатор. Перед началом сушки сублиматор стерилизуется пропусканием пара и после того, как он остынет, в него подается стерильная сыворотка.
После заполнения сывороткой сублиматор присоединяется к устройству, подающему охлаждающую смесь с температурой -37...-40 °С, и при помощи мотора начинает вращаться со скоростью 10 оборотов в минуту. В этих условиях происходит намораживание сыворотки на внутренней цилиндрической поверхности сублиматора. По окончании намораживания подача охлаждающей смеси в рубашку сублиматора прекращается, и он соединяется с охлажденным конденсатором, в котором создан вакуум. Измерение температуры корпуса сублиматора и намороженного на нем слоя сыворотки производится с помощью вмонтированных термопар. Через 20-25 часов после начала сушки для ускорения ее начинается подогрев сублиматора с помощью воды, подаваемой из бойлера с автоматическим терморегулятором. Температура сублиматора и сыворотки постепенно повышается до 37-40 °С. После окончания сушки, сублиматор заполняется сухим стерильным воздухом. При помощи специального устройства, вмонтированного в аппарат, сухая сыворотка соскребается со стенок сублиматора и размельчается путем вращения его. Затем через разгрузочное отверстие сыворотка пересыпается в стерильный стеклянный контейнер, который при соблюдении правил стерильной работы закрывается плотной резиновой пробкой.
Коллекторные аппараты состоят из конденсатора с ловушкой паров влаги, коллектора с отводками, к которым с помощью вакуумной резины присоединяются 20-25 колб емкостью по 3 литра, вакуумного насоса и 2 ванны со змеевиками. Сыворотка разливается в стерильные колбы по 0,5-0,7 литра, после чего они погружаются в охлаждающую смесь температурой -20...-25 С°. Намораживание сыворотки тонким слоем на стенках колб обеспечивается вращением их. Когда сыворотка замерзнет, колбы помещают в смесь с более низкой температурой (-50 ...-80 °С) на 1,5-2 часа. По истечении этого времени ватные пробки в колбах заменяются стерильными резиновыми с пропущенными через них металлическими штуцерами, на которых надета вакуумная резина для. присоединения к коллектору. Благодаря вакууму, создаваемому в коллекторе, происходит удаление влаги из сыворотки. Незадолго до окончания сушки колбы подогревают теплой водой до 30-35 °С. Процесс высушивания 13-15 литров сыворотки на этой установке продолжается 16-20 часов. По окончании сушки колбы с перекрытыми шлангами снимают с коллектора, переносят в стерильный бокс, где, соединив с воздушным ватным фильтром, заполняют сухим воздухом. Сухая сыворотка из колб пересыпается в стерильные широкогорлые бутыли, в которых она и сохраняется под плотными резиновыми пробками. Разлитая в ампулы готовая сыворотка высушивается аналогичным способом либо в камерных, либо на коллекторных аппаратах.
Высушенные препараты хранятся в сухом, темном помещении при температуре, не превышающей 20 °С. Срок хранения сыворотки не ограничен.